多场耦合下燃气轮机涡轮盘的寿命预估

为了实现在离心载荷和温度梯度影响下燃气轮机涡轮盘的寿命预估,首先建立了该燃气轮机涡轮盘的有限元模型,并对其进行热弹塑性应力计算,进而找出该涡轮盘疲劳断裂的危险部位,并利用S-N曲线法对该部位进行疲劳寿命计算。该研究可以为燃气轮机后续的使用和维修提供参考依据,同时也对同类型涡轮盘的寿命预估起到借鉴作用。     

预估涡轮通流特性的新方法

为了提高涡轮性能计算的数值稳定性和精度,本文提出了一种新的涡轮特性预估的数学模型。该模型适宜于从涡轮末级逐圈向上进行计算,并具有精度高、稳定性好、工作量小等优点。     

跨声速轴流涡轮特性预估方法

[目的]在高亚声速和跨声速下,轴流涡轮静叶喉部出现跨声速气流,三维研究时间周期长且获取特性参数慢,为此,提出一套行之有效的涡轮特性预估方法体系.[方法]整合已有的损失模型及采用一维编程的方式预估涡轮特性,并通过三维数值模拟进行验证.[结果]研究结果显示,一维特性评估得到的级等熵滞止温比与三维的相对误差为11.53％,级...     

舰船燃气涡轮叶片三维热流固耦合应力应变分析及寿命预测

为提高燃气轮机的可靠性、可用性以及可维护性而进行的寿命预估与减损控制研究,需要对燃气轮机的关键零部件进行结构特性分析。对舰船燃气轮机涡轮叶片在紧急升工况载荷谱下的应力应变状态进行了三维热流固耦合有限元分析,针对典型载荷谱计算了涡轮叶片应力应变的变化规律,对涡轮叶片材料进行了控制应变试验,为叶片寿命预测提供了必要的参数。根据应力应变分析结果利用Basquin公式和Manson-Coffin公式计算了2个危险点处的疲劳裂纹起始寿命。并根据分析结果对涡轮叶片进行了寿命预测,预测结果可以作为燃气轮机使用维修的参考依据。     

船体型材加工的逆直线方法

本文阐述了逆直线基本大批量，讨论了数值计算方法，分析了逆直线计算系统的功能与结构，给出了实船计算结果，并介绍了逆直线画线机的机械原理、性能和技术指标。     

舰船雷达散射截面预估

介绍了舰船雷达散射截面（RCS）预估的方法及舰船RCS预估的理论基础——电磁场高频方法，并给出了用3D建模软件构建一些舰船几何模型与RCS计算结果。     

导管调距桨的定常性能预估

本文建立了一个预估导管可调螺距螺旋桨水动力性能的数值计算方法，即螺旋浆用升力面理论、导管采用面元法，通过迭代计算考虑浆和导管的相互影响。引入了一个修正的螺旋浆尾涡模型，来模拟尾涡片的扭曲变形及分离现象，对导管桨性能预估的各种影响因素分析了系统研究，并考虑了桨毂对性能的影响。对JD简易导管桨和导管调距桨（JD7704导管＋JDC三叶可调螺距螺旋浆）分别进行了计算，并与实验结果进行了比较。结果表明，本文所建立的方法可较好地预估导管桨的水性能，精度比以往有较大的提高。     

脉冲来流和激波作用下的涡轮流场

船用柴油机的工作特点使得废气涡轮增压器的进口气流出现周期性脉动特征，在脉冲来流和激波作用下涡轮的流场呈现复杂的非定常性。采用数值计算方法研究涡轮内激波的发展过程以及脉冲振幅和频率对涡轮性能的影响，结果表明：在脉冲振幅增大时，涡轮转静交界面附近的流动损失经历了尾迹、附面层、激波依次占主导的变化过程；当脉冲系数增大为0.7时，涡轮效率相比均匀来流降低了13.2%；在脉冲频率增大到15Hz时，叶轮叶片50%叶高处的时均载荷分布趋近于均匀来流，涡轮效率下降了7.4%。可见，脉冲振幅和频率的增大加剧了流动损失，进而导致涡轮效率降低。     

涡轮增压系统流动计算贴体网格生成

应用椭性ｐｏｉｓｓｏｎ方程对ＭＰＣ涡轮增压系统自动生成流体计算贴体网络；根据这一方法编制计算程序、对ＭＰＣ模块进行数值求解，生成贴体网格坐标。计算结果表明：这种方法对涡轮增压ＭＰＣ系统对这样结构形状复杂的管系生成流动计算的贴体网络是一种很合适的方法。     

基于混沌粒子群的增量式推力分配算法研究

针对伪逆法在推力分配中仅考虑能量最优问题,提出一种具备大范围寻优能力的改进混沌粒子群算法(CPSO),并把该方法和伪逆法相融合应用到船舶的推力分配中,此外为提高寻优能力,推力分配计算采用增量模式。该融合算法考虑推力器各种限制条件,计算简单,能兼顾船舶的能耗及操作性,解决奇点问题。仿真结果表明,该推力分配算法切实可行,能有效提高船舶的定位性能,具备一定的实用价值。     

变几何涡轮特性的试验研究

一、试验的必要性对燃气轮机的反命题问题,为求解当量通流部分必须要计算变几何涡轮的性能。迄今为止,国内外很少有文献述及这个主题。资料中拟定了一种变几何涡轮(包括可调尾喷管)燃气轮机性能的计算方法.该方法采用特殊的气动函数自下而上地逐级计算涡轮特性。为了考虑变几何的影响,资料中建立了叶片     

矩阵式高温涡轮叶片热流耦合计算及验证

对某型燃气轮机复杂矩阵式高温涡轮冷却叶片进行了热流耦合计算及验证。根据原机设计图纸,应用Pro/Engineer对高压涡轮动叶建立真实、无简化的三维模型,采用ANSYS ICEM对模型进行网格划分;热流耦合计算软件为ANSYS CFX 11.0。为了准确计算燃气对金属叶身的换热及冷却空气出口气膜对叶片尾缘的影响,计算采用了热流耦合的方法。涡轮进口主流燃气的温度在1200℃以上,冷却空气温度为450~550℃。在冷却叶片温度场计算中分别采用κ-ε湍流模型、SST湍流模型,对比了采用不同湍流模型时叶片温度场的差别,并根据整机实测结果验证了计算方法的准确性。高压涡轮动叶温度场计算结果可以作为涡轮叶片设计的依据之一,并为强度计算提供依据。     

导管螺旋桨的非定常性能预估

应用非定常升力面理论与非定常面元法，在时域范围内通过迭代计算考虑桨和导管的相互影响，对导管螺旋桨的定常性能进行了预估。采有了一个修正的螺旋桨尾涡模型，来模拟导管螺旋桨尾涡片的扭曲变形衣分离现象。桨泄出涡与导管泄出涡之间的非定常干扰采用了两种处理方法：（1）时域内严格匹配；（2）时域内简化处理。泄出涡的简化处理在允许的计算精度范围内，能大幅度地减少计算时间。对JD简易导管螺旋桨的计算表明，本文所建立的方法能较好地预估导管螺旋桨的定常及非常性能。     

基于随机森林方法的柴油机涡轮增压器故障诊断

为了提高柴油机故障诊断的精度,针对柴油机涡轮增压器故障的问题,提出基于随机森林的柴油机涡轮增压器故障诊断方法。使用AVL Boost对柴油机建立故障仿真模型,并生成故障样本。对构建的涡轮增压器模型使用随机森林方法诊断。结果表明,采用随机森林算法的故障诊断模型可以有效对涡轮增压器的故障进行分类,分类准确率超过95%。可知,随机森林方法在涡轮增压器故障诊断领域中有良好的应用价值。     

动力涡轮整体三维流场分析和验证

针对某燃气轮机四级动力涡轮采用NUMECA商业软件进行了三维黏性流场计算分析。并根据燃气轮机性能试验,提取动力涡轮特性参数,将计算得到的动力涡轮总体参数与试验得到的涡轮总体参数进行对比分析。发现其导叶采用了"后部加载"叶型及凹壁扩张与凸壁扩张相结合的子午型面技术,使其具有优良的气动性能。为分析叶冠对涡轮性能的影响,结合NUMECA软件特点,提出分块生成网格的方法,进行了单级涡轮带冠流场计算,并结合ASME的相关资料对其进行了分析。通过相关资料的分析,发现该涡轮导叶的"后部加载"特性尚不是太明显,其"后部加载"特性还有进一步"提升"的余地。为此,对涡轮第二级导叶进行了优化设计,优化后效率绝对值提高约0.5%,说明该涡轮效率还有一定的提升余地。     

螺旋桨切割法在突发事件中的实际应用

对船舶在航行过程中螺旋桨叶片出现突然折断后的船舶推进性能作了分析计算，获得了螺旋桨折断后主机转速、功率及航速的变化关系。实船航行性能测试结果同计算预估相当吻合，说明该分析计算方法具有实际应用价值，可为今后出现类似突发事件时的参考。     

辨识航行体水动力参数的智能方法

航行体水动力参数辨识最常用的方法是采用极大似然准则和牛顿-拉夫逊算法.但是牛顿-拉夫逊算法需要计算复杂的导数矩阵及其逆矩阵,而且对初值非常敏感.文章利用最小二乘准则结合智能优化算法对航行体水动力参数进行了辨识仿真,仿真结果表明新方法要好于常用的方法,在不同噪声水平下辨识结果的误差小于7%,而且以往无法辨识的附加质量也能辨识,同时新方法对初值几乎没有要求,也无须计算导数,极大地简化了辨识计算,有较大的工程应用价值.     

高速客船舱室噪声的预估

本文介绍了高速客船舱室噪声的模态分析和预估方法。通过计算噪声值与实测结果的比较，说明了该适合于高速客速客船舱室噪声的分析，并可应用于船舶工程设计。     

基于粒子群算法的压气机热力学模型研究

压气机性能对涡轮增压柴油机性能影响显著，也是仿真计算的难点和重点。压气机热力学模型虽原理清晰、扩展性好，但模型参数获取比较困难。为克服这一难题，该文提出利用实验图谱，基于粒子群算法对压气机特征参数进行优化建模的方法。利用所获取压气机有限范围内的特性图谱，选取多个参数作为建模的优化参数，包括进出口直径、叶轮入口角、扩压器入口角、叶片后弯角与叶轮出口宽度等，将优化后热力学模型计算结果与实际特性图谱进行比较。结果表明：该方法所建立的热力学模型能够较好地匹配实验图谱，扩大了压气机模型的适用工况范围。     

潜艇柴油机及艇上排气系统的综合模拟研究

本文简述了潜艇废气涡轮增压柴油机和艇上排气系统综合模拟研究的意义，分别对柴油机和艇上排气系统建立了数学模型，提出了对它们进行综合模拟的方法，并结合工程实际进行了计算，结果表明该方法是有效的。